química inorgánica i - [depa] departamento de programas...
TRANSCRIPT
INTRODUCCIÓN A LOSCOMPUESTOS DECOORDINACIÓN
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Química Inorgánica I
Lucero González SebastiánSigfrido Escalante Tovar
19-nov-2009
QUÍMICA DE LA COORDINACIÓNQUÍMICA DE LA COORDINACIÓN
COMPLEJO DE COORDINACIÓNCOMPLEJO DE COORDINACIÓN
LLLL
LL
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
MM(n+)(n+) LLMMLL
LL
LLLL
LL
Esfera de coordinación.Esfera de coordinación.Número de Número de coordinación.coordinación.
Aductos ácido-baseFacultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Alfred WernerAlfred WernerPresentó su teoría en 1896,
a la edad de 26 años. Se le
otorgó el premio Nobel en 1913
Complejos de importancia biológicaFacultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Contienen metales de transición que en Contienen metales de transición que en al menos un estado de oxidación presentenal menos un estado de oxidación presentenorbitales orbitales dd ó ó f f incompletos.incompletos.
d d 5 aproximación5 aproximación
Compuestos de coordinación
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Nb(0Nb(0): 4): 4dd445s5s1 1 ---------- d d 5 aproximación5 aproximación
Cu(0): 3Cu(0): 3dd10104s4s11
Cu(II): 3Cu(II): 3dd99
EjemplosEjemplosNum. de coord. Num. de coord.
(NC)(NC)
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
ComplejosComplejosNeutrosNeutrosAniónicosAniónicosCatiónicosCatiónicos
LigantesLigantes
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
LigantesLigantesNeutrosNeutros HH22OOAniónicosAniónicos ClCl--(Catiónicos) NO(Catiónicos) NO++
Clasificación de los Clasificación de los ligantesligantespor su por su denticidaddenticidad..
MonodentadosMonodentados
PolidentadosPolidentados
L ML M
LL
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
PolidentadosPolidentados
QuelatoQuelato
AmbidentadosAmbidentados
LLLL MM
La “denticidad” de los ligantesFacultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
O
N N
O- -
bis-salicilideniminato: salen
H2N NH2
OO
O O- -
bis-salicilideniminato: salen
(tetradentado, macrocíclico)
etilendiamina: en
(bidentado)oxalato: ox
(bidentado)
Ligantes bidentados
NNNH2 NH2
SH SH
Fenantrolina Etilenditiol Etilendiamina
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
O
NH2
H
OHR
Fenantrolina Etilenditiol Etilendiamina
N N
BipiridinaAminoácidos
Ligantes tridentados
NH2 NH NH2
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
OH OHOH
SS
SSH SH
SH
N N
NNH
Ligantes tetradentados
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
N N
NH2NH2
N NH
NH2
SS
NH2
Ligantes hexadentados
N
N
O
O
OH
OH
OH
N N
NHNH
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
O
O
OH
OH
NHNH
NH2 NH2
NH2
NH NH
NH
NH
NH2
LigantesLigantes polidentadospolidentados y y quelatantesquelatantes
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Geometría en anillos quelatoFacultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Clasificación de los Clasificación de los ligantesligantes por su por su forma de enlace. forma de enlace.
Donadores Donadores σσσσσσσσ
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Donadores Donadores σσσσσσσσ/donadores /donadores ππππππππ
Donadores Donadores σσσσσσσσ/aceptores /aceptores ππππππππ
Donadores Donadores σσσσσσσσ/dadores /dadores ππππππππ/aceptores /aceptores ππππππππ
Donadores Donadores σσσσσσσσ
H
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
N
HH
M
Donadores Donadores σσσσσσσσ/aceptores /aceptores ππππππππ
H
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
P
HH
M
Clasificación de los Clasificación de los ligantesligantes por por su su carga eléctrica.carga eléctrica.
NeutrosNeutros HH22OOAniónicosAniónicos ClCl--
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
AniónicosAniónicos ClCl--
((CatiónicosCatiónicos) NO) NO++
Los ligantes son bases de Lewis, que poseen por lo menos
un par de electrones libres que donan al ión metálico
central para la formación del compuesto de coordinación.
La carga eléctrica La carga eléctrica de los complejosde los complejos
ClCo
H3N Cl
Cl
NH3
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
NH3
Pt
Cl
Cl Cl
Cl2-
Pt
Cl
Cl Cl
Cl
Pt
Cl
Cl Cl
Cl
PtPt
Cl
Cl Cl
Cl2-neutros
aniónicos
catiónicos
Los LIGANTES y sus nombres en química de coordinación.Los LIGANTES y sus nombres en química de coordinación.H2O acuo NH3 amin(o) CO carboniloF- fluoro CN- ciano CH3
- metiloCl- cloro SCN- tiocianatoBr- bromo NCS- isotiocianatoI- yodo NH2
- amidoO2- oxo O2
2- peroxo O2- superoxo
OH- hidroxo O2 dioxígenoN2 dinitrógeno H2 dihidrógeno -N2 dinitrógeno H2 dihidrógenoPR3 fosfina NO nitrosil(o)
CH2=CH2 etilenoH2N-CH2-CH2-NH2 etilendiamina (en)
piridina acetilacetonato(py) (acac)
N
HC
HC O
HC O
HC
HC O
HC O
-
fenilo(phen)
Nomenclatura
1. Los complejos neutros se nombran con una
sola palabra, los iónicos con dos,
nombrando primero al anión.
2. El átomo central se nombra por su nombre
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
2. El átomo central se nombra por su nombre
seguido un número romano que indica su
estado de oxidación. Si el complejo es
aniónico el nombre se termina en “ato”.
Algunos se nombran en latín: Fe (ferrato),
Cu (cuprato), Ag (argentato), Au (aurato).
Nomenclatura
3. Los ligantes se nombran antes que el metal.
- los neutros por su nombre.
- los aniónicos con la terminación “o”:
CH3- (metilo), O (oxo), Cl (cloro).
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
CH3 (metilo), O (oxo), Cl (cloro).
- nombre especiales para H2O (acuo),
NH3 (amino), CO (carbonilo), NO (nitrosilo)
4. Los ligantes se nombran en orden alfabético. Los aniónicos preceden a los neutros.
Nomenclatura
5. Indicar con prefijos el número de ligantes: di, tri, tetra, penta
o bien: bis, tris, tetrakis, pentakis para
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
o bien: bis, tris, tetrakis, pentakis para ligantes complicados o bien aquellos que ya tengan prefijos en su nombre.
Nomenclatura, ejemplos
• [Pt(NH3)4]Cl2cloruro de tetramin platino II
• [Pt Cl (NH ) ]
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
• [Pt Cl2(NH3)2]
cis ó trans diamino dicloro platino II
• K2[Pt Cl4]
tetracloro platinato II de potasio
M
M
M
M
M
M
M
Lineal Ag(NH3)2+
Trigonal HgI3-
Plano-cuadrada
[PdCl4]-
TetraédricaNi(CO)4
BipirámidetrigonalFe(CO)5
Pirámide cuadrada
Co(CNPh)42+
Octaédrico
Mo(CO)6
GEOMETRÍAS y NÚMERO GEOMETRÍAS y NÚMERO DE COORDINACIÓNDE COORDINACIÓN
M
M
M
Bipirámide pentagonalIr(H)5(PPh3)2
Antiprisma cuadrado
TaF83-
Prisma trigonal
triapicado
ReH92-
ISOMERÍAISOMERÍA IsómerosCompuestos con la misma fórmulapero diferente
disposición de los átomos Isómeros
estructuralesCompuestos con
diferentes uniones
EstereoisómerosCompuestos con
las mismasconexiones entre los átomos, pero
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
diferentes uniones
entre los átomos
los átomos, perodiferente
distribución espacial
Isómeros deenlaceCon diferentes enlacesmetal-ligando
IsómerosdeionizaciónQue producen diferentes iones en disolución
Isómeros geométricosDistribución relativa: cis-transmer-fac
EnantiómerosImágenesespeculares
ISOMERÍA DE ENLACEISOMERÍA DE ENLACEFacultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
ISOMERÍA DE IONIZACIÓNISOMERÍA DE IONIZACIÓN
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
ISOMERÍA GEOMÉTRICAISOMERÍA GEOMÉTRICA
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
ISOMERÍA GEOMÉTRICAISOMERÍA GEOMÉTRICA
CoH3N Cl
Cl
CoH3N Cl
NH3
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
H3NCo
3
Cl
NH3
ClCo
3
Cl
NH3
facfac mermer
ISOMERÍA ÓPTICAISOMERÍA ÓPTICA
O
O
O O
O
OO
O
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
OFe
O O
O
O
O
O
O
O
O
O3
O
FeOO
O
O
O
O
O
O
O
O 3
O
FeOO
O
O
3OO
O
O
O
ISOMERÍA ÓPTICAISOMERÍA ÓPTICA
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
ISOMERÍA ÓPTICAISOMERÍA ÓPTICA
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
¿Cómo explicar la diversidad de colores, la amplia gama de estereoquímicas y el paramagnetismo de muchos
compuestos de coordinación?
Teoría de enlace valencia
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Linus Pauling
Se considera la interacción entre el ion del metal y sus ligantescomo aquella entre un ácido y unas bases de Lewis, pero los pares
de e- de los L se colocan en orbitales superiores vacíos del ion metálico.
[NiCl4]2- ion tetracloroniquelato (II)
* Ni (II) libre : [Ar]3d8, con dos electrones no
TEORÍA DE ENLACE VALENCIA (TEV)
Ejemplo: [NiCl4]2- ion tetracloroniquelato(II)
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
* Ni (II) libre : [Ar]3d8, con dos electrones no
apareados
* Según la teoría, los orbitales 4s y 4p del metal se usan para
formar cuatro orbitales híbridos sp3, y éstos son ocupados por un par de electrones de cada ión Cl-
TEORÍA DE ENLACE VALENCIA
Hibridación sp3
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
TEORÍA DE ENLACE VALENCIA
Hibridación sp3
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
TEORÍA DE ENLACE VALENCIA
Lineal sp
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Trigonal sp2
TEORÍA DE ENLACE VALENCIA
Tetraédrica sp3
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
TEORÍA DE ENLACE VALENCIA
Cuadrada dsp2
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
TEORÍA DE ENLACE VALENCIA
Pirámide base cuadrada dsp3
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Bipirámide trigonal dsp3
TEORÍA DE ENLACE VALENCIA
Octaédrica d2sp3
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Limitaciones de la TEV
No explica el color de los complejos.
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Además, para poderse aplicar debe
conocerse la geometría del compuesto y
el número de electrones desapareados.
Teoría de campo cristalino (TCC)
Esta teoría surge para poder explicar lo que la TEV no podía. Por ejemplo, por qué los iones hexaacuohierro(II) [Fe(OH2)6]
2+ y hexacloro hierro(II) [FeCl6]
2+ tienen cuatro electrones desapareados, mientras que el ion hexacianoferrato(II) [Fe(CN)6]
4-
no tiene electrones desapareados.
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Esta teoría se basa en un modelo electrostático
La teoría supone que el ion metálico está libre y gaseoso
Los ligantes se comportan como cargas puntuales
No hay superposición entre los orbitales del metal y los
orbitales del ligante
Orbitales “d”Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
orbital dx2-y2 orbital dz2
orbital dxy orbital dxz orbital dyz
Orbitales “d”
x
y
z
orbital dx2-y2
x
y
z
orbital dz2
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
orbital dx2-y2 orbital dz2
x
y
z
orbital dyzorbital dxy
z
xy
z
x
y
orbital dxz
Teoría de campo cristalino
z
L
L
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
x
y
Mn+ L
L
L
L
Simetría Oh
Teoría de campo cristalino
zL
L
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
x
y
Mn+
L
L
L
L
Simetría Oh
z
Teoría de campo cristalino
z
LL
L
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
x
y
Mn+ x
y
Mn+ L
LL
L
Simetría Oh
Teoría de campo cristalino
x
y
z
z
LL
L
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Simetría Oh
x
y
z
Orbital
dz2
Orbital dx2-
y2x
y
Mn+ L
LL
L
Interacción con dz2 y dx2-y2
Teoría de campo cristalino
z
LL
L
z
x
y
z
Orbital dyz
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Simetría Oh
x
y
Mn+ L
LL
L
Sin interacción con dxy dxz dyx
Orbital dxy
xy
z
x
y
Orbital dxz
TEORÍA DEL CAMPO CRISTALINOTEORÍA DEL CAMPO CRISTALINO
dz2
y
x
zz
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
dz2
dx2-y2se desestabilizan:
se estabilizan:dxydxzdyz
y
x
entorno octahédrico(Oh)
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Teoría de campo cristalino
Simetría Oh
∆∆∆∆οοοο
3/5dz2, dx2-y2
∆∆∆∆ depende de L
E
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
TCC: desdoblamiento octahédrico (Oh)
dxy, dxz dyzdz2,dx2-y2
∆∆∆∆οοοο
-2/5dxy, dxz dyz
∆∆∆∆o depende de L0
-E
La serie espectroquímica
∆∆∆∆οοοο
dz2, dx2-y2
I-<Br-<S2-<SCN-<Cl-<N3-~F-<urea~OH-<ox~O2-<NCS-
menor ∆ο
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
∆∆∆∆οοοο
dxy, dxz dyz
<urea~OH-<ox~O2-<NCS-<pi~NH3<en<bipi~fen
<NO2-<CH3-, C6H6-<CN-<CO
mayor ∆ο
∆∆∆∆0
dz2, dx2-y2
dz2, dx2-y2
Campo débil Campo fuerte
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
TCC: desdoblamiento octahédrico (Oh)
∆∆∆∆0
dxy, dxz dyz
∆0∆0∆0∆0
dxy, dxz dyz
[FeCl6]4- [Fe(CN)6]4-
Entorno En campoesférico octaédrico
eg
Teoría de campo cristalino
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
t2g
x
z
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
TCC: desdoblamiento tetrahédrico (Td)
y
Entorno tetrédrico (Td)
Se estabilizandz2
dx2-y2
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
TCC: desdoblamiento tetrahédrico (Td)
Se desestabilizandxydxzdyz
Entorno En campo esférico tetraédrico
t2
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
TCC: desdoblamiento tetrahédrico (Td)
e
x
zSe estabilizan los orbitalesque tienen componente z
dxz dyz dz2
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
TCC: desdoblamiento cuadrado (D4h)
ENTORNO D4h-pc
y
Se desestabilizan los orbitalesque tienen componentes x e y
dxy dx2-y2
x2-y2, z2
Octaédrico
Plano-cuadrado
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
TCC: desdoblamiento cuadrado (D4h)
∆∆∆∆o
xy, xz, yz
x2-y2, z2
Si el valor del desdoblamiento ∆∆∆∆οοοο es menor que
la energía de apareamiento, de acuerdo con
el principio de máxima multiplicidad, el resultado
es un complejo de alto espín.
Complejos de alto y bajo espín
Teoría de campo cristalino
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
es un complejo de alto espín.
Si el valor ∆∆∆∆οοοο es mayor, se ocupan primero los
niveles inferiores y luego los superiores.
El resultado es un complejo de bajo espín.
ENERGÍA DE ESTABILIZACIÓN PRODUCIDA POR EL CAMPO. Simetría: Oh
+3/5∆o
-2/5∆o -2/5∆o
+3/5∆od4 d4
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
-2/5∆o -2/5∆o
Ee= 3.(-2/5∆∆∆∆o)+1.(3/5∆∆∆∆o)=-3/5∆∆∆∆o
CAMPO DÉBIL
CONFIGURACIÓN DE ALTO SPIN
Ee= 4.(-2/5∆∆∆∆o)=-8/5∆∆∆∆o (+ P)
CAMPO FUERTE
CONFIGURACIÓN DE BAJO SPIN
Complejos diamagnéticos y
paramagnéticos.
Cuando el complejo presenta electrones
desapareados, es paramagnético. Si no,
es diamagnético. El momento magnético
Teoría de campo cristalino
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
es diamagnético. El momento magnético
se calcula con la siguiente ecuación:
µ= n(n+2) MB
n= número de electrones desapareados
FACTORES QUE AFECTAN AL DESDOBLAMIENTO
1. La serie a la que pertenece el metal en la tabla periódica.Al bajar en un grupo, aumenta ∆∆∆∆
2. El estado de oxidación (e.o.) del metal
Teoría de campo cristalino
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
2. El estado de oxidación (e.o.) del metal influye cuando los ligantes son donadores. Al aumentar el e.o., aumenta ∆∆∆∆.
3. Geometría del complejo.∆∆∆∆D4h>∆∆∆∆Oh>∆∆∆∆Td ∆∆∆∆o ≈≈≈≈ 9/4 ∆∆∆∆t
4. Naturaleza del ligante.
Serie espectroquímica (datos experimentales)
I-<Br-<Cl-<F-<OH-<C2O42-<H2O<py<NH3<PPh3<CN-<CO
Teoría de campo cristalino
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
∆0 aumenta con el carácter aceptor y disminuyecon el carácter donador.
DONADORES σ
(DONADORES π)
DONADORES σ
(ACEPTORES π)
COLORES DE LOS COMPLEJOSMETÁLICOS
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Si absorbe aquí
Se veasí
COLORES DE LOS COMPLEJOSMETÁLICOS
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
COLORES DE LOS COMPLEJOSMETÁLICOS
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
COLORES DE LOS COMPLEJOSMETÁLICOS
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
COLORES DE LOS COMPLEJOSMETÁLICOS
hνmax
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
COLORES DE LOS COMPLEJOSMETÁLICOS
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
COLORES DE LOS COMPLEJOSMETÁLICOS
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Teoría deOrbitales Moleculares(TOM)
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
INTERACCIÓN σσσσ
T.O.M.
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
EFECTO QUELATO
[Cu(OH2)6]2+ + en [Cu(OH2)4(en)]2+ + 2 H2O
∆So=+23 JK-1mol-1
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
[Cu(OH2)6]2+ + 2NH3 [Cu(OH2)4(NH3)2]2+ + 2 H2O
∆So=-8.4 JK-1mol-1
La formación de quelatos estabiliza los complejos.Especialmente favorables los ciclos de 5 y 6 elementos.
¿Recuerdan su práctica?
La eliminación también está dificultada cinéticamente:
EFECTO QUELATO
M
H2N CH2
CH2NH2
MNH2H2C
CH2NH2
NH OH
LENTO
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
MNH2H2C
CH2NH2
+ H2O MNH2H2C
CH2NH2
OH2
M
NH2H2C
CH2NH2
OH2M
NH2
H2C
CH2
H2NOH2
MOH2
+ H2O MOH2
OH2
LENTO
RÁPIDO
RÁPIDO
Hierro
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Muchos compuestos de coordinación son de gran
importancia biológica, como aquellas proteínas que
contienen:
Hierro
proteína o enzima
localización función
Hemoglobina (Fe)
Citoplasma Transporte de O2
Transferrina(Fe, Mn)
Afuera de las células (plasma)
Transporte de Fe y Mn
Ferritina (Fe) Citoplasma Almacenamiento de Fe
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante TovarMetaloproteínas de Fe
Ferritina (Fe) Citoplasma Almacenamiento de Fe
Rubredoxina, ferredoxina (Fe)
Citoplasma (procariontes) y
membranas
Catálisis de transferencia de electrones y fijación de O2, NO
Hidroxilasas (Fe)
Citoplama y membranas
Hidroxilación
Superóxido dismutasas
Mitocondrias (procariontes)
Dismutación de O2 (Fe, Mn)
Transferrina humana
Otra parte, pasa a
la células del
hígado y a las de
otros órganos
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
El Fe de la ingesta es absorbido por la células de la mucosa en
la parte superior del intestino delgado y pasa por la sangre,
donde se encuentra la transferrina que lo transporta a las
células de la médula ósea donde se utiliza para sintetizar
hemoglobina.
otros órganos
para formar otras
metaloproteínas.
Hemoglobina
La hemoglobina es una proteína de la sangre, que transporta el O2 desde los órganos respiratorios
hasta los tejidos.
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Cuando la hemoglobina está unida al O2, se denomina oxihemoglobina, dando el aspecto rojo intenso
característico de la sangre arterial. Cuando pierde el O2, se denomina hemoglobina reducida, y
presenta el color rojo oscuro de la sangre venosa (se manifiesta clínicamente por cianosis).
Oxihemoglobina humana
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Hemoglobina humana
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Mieloperoxidasa
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Mieloperoxidasa
Cobre
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Algunas otras
contienen:
Cobre
Las enzimas desempeñan principalmente tres
El papel de las proteínas de
cobre es fundamental en
procesos como la
respiración, la pigmentación
y funciones endocrinas.
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
actividades:
•El transporte de O2.
•La metabolización de O2.
•Eliminación de radicales libres.
Ceruloplasmina humana
Transporte de Cu
Oxidación de Fe (II) a Fe(III)
Tipo ITransportadora de electrones
Plastocianina de Populus nigra
Superóxido dismutasa (SOD)
Cobre
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Elimina al radical superóxido por dismutación.
2O2- SOD
O2 + O22-
Catalizadores
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Muchos otros compuestos de coordinación son de gran
importancia industrial, como aquellos que se usan
como:
Catalizadores
Karl Ziegler químico
alemán, ganó el
premio Nobel de
química en 1963
Polimerización de alquenos: polietileno y polipropileno
Ziegler-Natta
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
química en 1963
compartiéndolo con el
italiano Giulio Nattapor su trabajo en
catalizadores para
polímeros.
TiCl4 y Al(C2H5)
Producción de ácido acético
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Compuestos antineoplásicosCompuestos antineoplásicos(Empleo de metales en fármacos)
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
También los compuestos de coordinación son de gran
importancia biológica cuando se emplean como:
(Empleo de metales en fármacos)
Compuestos anticancerígenos de platino
� El interés de los medicamentos basados en compuestos
de platino, tiene origen en 1960 cuando Rosenberg y
colaboradores, descubrieron por serendipia la inhibición
celular por compuestos de platino.
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
� Dado que el cáncer es una patología derivada del
proceso de división incontrolado que, por alguna causa
metabólica, llevan a cabo cierto tipo de células.
ciscis--DDPDDP
�El 1960 se describieron los efectos de cis-DDP sobre
tumores tipo sarcoma 180 implantados sobre ratones.
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
En 1972 se iniciaron los primeros ensayos clínicos
en humanos, observándose que la acción
antitumoral llevaba asociados importantes efectos
colaterales tóxicos tales como:
� Nefrotoxicidad
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
� Nefrotoxicidad
� Ototoxicidad
� Toxicidad hematológica o neuropatología
Los N7 son los sitios
Sitios de enlace del cis-platino
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Los N7 son los sitios
por donde reacciona el
compuesto de platino.
Enlace del cis-platino con el DNA
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Platino
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Resultados del enlace Pt-ADN
1.- Distorsión en la estructura helicoidal.
2.- Distorsión de la hélice e impedimento de replicación.
3.- Ruptura en ciertos sitios del ADN
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Otros compuestos de platino con acción citostática
- Es menos tóxico que el cisplatino
- Las dosis administradas son más altas (2000mg)
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Complejos anticancerígenos de platino
aprobados clínicamente
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Aparte del Pt se han encontrado otros compuestos
de Ru, Cu y Ti que también poseen actividad
antitumoral.
Se sabe que la efectividad del Pt y Ru se debe a que
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
Se sabe que la efectividad del Pt y Ru se debe a que
la cinética de cambio de ligantes es del orden de
minutos a horas, al igual que el proceso de división
celular.
La química de coordinación• Como puede verse, la química de
coordinación es muy amplia.
• Las áreas de aplicación, por lo tanto, son muy diversas.
Facultad de Química
Departamento de Química Inorgánica y Nuclear
Dr. Sigfrido Escalante Tovar
son muy diversas.
• Si desean saber más de este tema consulten el libro:
“Inorganic Chemistry, principles of structure and reactivity” 4th
ed. James E. Huheey, Ellen A. Keiter and Richard L. Keiter. Harper Collins College Publishers. NY 1993.
Lo pueden encontrar en español en la biblioteca.